EP0033389A1 - Vorrichtung zum Recken und/oder Normalisieren des Reckverhältnisses von thermoplastischen Kunststoffolien - Google Patents

Vorrichtung zum Recken und/oder Normalisieren des Reckverhältnisses von thermoplastischen Kunststoffolien Download PDF

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EP0033389A1
EP0033389A1 EP80108122A EP80108122A EP0033389A1 EP 0033389 A1 EP0033389 A1 EP 0033389A1 EP 80108122 A EP80108122 A EP 80108122A EP 80108122 A EP80108122 A EP 80108122A EP 0033389 A1 EP0033389 A1 EP 0033389A1
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EP
European Patent Office
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rollers
stretching
spreader
zone
rolls
Prior art date
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EP80108122A
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English (en)
French (fr)
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EP0033389B1 (de
Inventor
Werner Ing. Grad. Friz
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Ramisch Kleinewefers GmbH
Original Assignee
Ramisch Kleinewefers GmbH
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Publication date
Application filed by Ramisch Kleinewefers GmbH filed Critical Ramisch Kleinewefers GmbH
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Publication of EP0033389A1 publication Critical patent/EP0033389A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/04—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique
    • B29C55/08—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique transverse to the direction of feed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets

Definitions

  • the invention relates to a device for stretching and / or normalizing the stretching ratio of thermoplastic films with a preheating zone, a stretching zone and a cooling zone.
  • thermoplastics With such devices, the physical and technological properties of many thermoplastics can be improved.
  • it is known to either stretch the plastics only in one direction or to stretch them biaxially one after the other or simultaneously.
  • the stretching of the plastic film in the longitudinal direction of the film is usually carried out with the aid of rollers over which the film is guided under tension.
  • stretching machines are known with endlessly rotating tension chains, to which clips are attached, which grasp the film at the inlet and stretch it as it passes through the machine.
  • tension chains to which clips are attached, which grasp the film at the inlet and stretch it as it passes through the machine.
  • plastic films e.g. drawn off hot from a drawing calender over subsequent tempering rolls and cooling rolls and fed to a winding device with regard to their physical and technological properties so that they meet certain quality guarantees.
  • Such treatment of the plastic films is naturally always associated with longitudinal stretching.
  • longitudinal stretching present considerable difficulties in the further finishing of the films, because prescribed quality guarantees generally determine which dimensional changes under the influence of heat may have the corresponding films or the finished products made from them.
  • the object of the invention is therefore to provide a device of the type described at the outset with which precisely defined physical and technological properties, in particular a defined stretching ratio, can be set on thermoplastic plastic films.
  • a device of the type described at the outset which is characterized in that one or more parallel-axis tempering rolls are arranged in the preheating zone, that in the stretching zone, parallel to the tempering rolls, heating rolls are arranged alternately with spreader rolls, over which the plastic film is guided in alternate and partial wrapping, and that one or more cooling rolls are arranged in the cooling zone parallel to the other rolls.
  • the plastic film is not guided cantilevered through a chamber charged with hot air, as in known devices, but over a tempering roller on which the plastic film can be heated to the softening range.
  • the tempering roller can be used as usual with a heating medium, e.g. Flows through hot water or hot oil and are thereby heated to an exact thermoplastic temperature.
  • the plastic film preheated in this way is passed over at least one spreader roll and thereby stretched in width.
  • the width stretching is set so that the longitudinal stretching present in the plastic film is dissolved or the stretching ratio is normalized in both directions.
  • the plastic film can then be brought to a lower temperature on a downstream heating roller and the condition thus achieved can be frozen, as it were.
  • the process can be repeated with one or more groups of spreader rolls and heating rolls until the plastic film is finally passed over a cooling roll, cooled there and passed on to a winding device.
  • the device according to the invention it is fundamentally possible to either normalize the stretched state of the film, so that the film can be used later Heat treatment shrinks evenly in all directions, or set a predetermined stretching state with predominantly longitudinal stretching or predominantly transverse stretching, if desired. In the latter case, however, the film must be exposed to certain longitudinal forces within the device.
  • the device is of a very simple design, because it essentially consists only of rollers connected in series, of which usually only a part needs to be driven.
  • the rollers can all be arranged in one plane.
  • heating rollers and spreader rollers can also be arranged offset in height from one another.
  • the temperature of the tempering rollers, the heating rollers and the cooling rollers should be adjustable in groups or individually independently of one another. Then, in the sense of the functions explained above, the stretching ratio of the foils to be processed can be set in stages.
  • the speeds of the heating rollers, the cooling rollers and, if appropriate, the spreader rollers should be adjustable in groups or individually. If one assumes from that the surface of the film stretch during riding B remains constant, their length changed. Accordingly, the rollers downstream of an spreader roll must run more slowly in order to enable spreading without longitudinal stretching. On the other hand, by means of group or individual control of certain rollers, longitudinal stretching can be achieved at the same time as spreading occurs, so that a defined biaxial stretching can be generated with this device.
  • an spreader roller which consists of a tubular body which can be rotated about a fixed axis and which has a plurality of mutually parallel axial grooves on its circumference, into which elastic cords are drawn, which are attached Tensioning disks are held at the ends of the tubular body, at least one of the tensioning disks being adjustable in an oblique position with respect to the fixed axis and in this oblique position independently of. the rotation of the tubular body can be determined.
  • Such an spreader roller can be used as a drag roller which is carried along by the plastic film guided over it.
  • the length of the elastic cords changes in accordance with the respective angle of rotation, with an extension and then a shortening of the cords occurring in the course of one revolution.
  • the plastic film is placed over the circumferential section on which the cords are extended. The desired spreading is thereby achieved.
  • an ionizing device is arranged in the area of the inlet of the plastic film onto the spreader roller, which device provides an electrostatic field for generating electrostatic adhesive forces.
  • the opposite pole required to build up the electrostatic field is formed by electrically conductive and grounded inserts in the cords.
  • the tubular body can be made of an electrical non-conductive material to simplify the construction.
  • the cords consist of a copolymer of acrylic nitryl, butadiene and styrene (ABS) with an insert of finely divided graphite.
  • ABS acrylic nitryl, butadiene and styrene
  • the copolymer is temperature-resistant up to temperatures of approx. 1 00 0 C and in this respect also has the required fatigue strength, which is further improved by the graphite insert.
  • the graphite insert forms the electrically conductive insert for building up the electrostatic field.
  • the elastic cords from metallic spiral springs and a surrounding sheath from a temperature-resistant soft elastic material.
  • the jacket can be made of a PTFE or rubber material. Such materials are temperature resistant up to over 1000C.
  • the metallic spiral springs, especially steel springs apply the restoring forces and at the same time form the electrically conductive inserts for building up the electrostatic field.
  • the device shown in Fig. 1 consists in its basic structure of a series of series-connected parallel-axis rollers, the axes of which are each in one plane. Specifically, it is a tempering roller 1 with an upstream Pinch roller 2, an expander roller 3, one of these downstream heating roller 4, a further spreader roller 5 and downstream of this cooling roller 6. It can hinte purely individually several of the rollers illustrated or in groups, several times - be arranged on the other.
  • a plastic film 7 drawn off from a drawing calender or a roll is guided from below through the gap 8 between the tempering roller 1 and the pressure roller 2 over the top of the tempering roller 1 and from there to form a sag 9 on the top of the spreader roller 3.
  • the plastic film 7 passes from the spreader roll 3 to the underside of the heating roll 4 and then again to the top of the subsequent spreader roll 5, from which the plastic film 7 is transferred to the downstream cooling roll 6, via the underside of which it leads to a winding device or the like, not shown becomes.
  • the stretching ratio of the plastic film should be normalized because the plastic film which is hot-drawn from the drawing calender and passed over subsequent tempering and cooling rolls always has longitudinal stretching, which presents considerable difficulties in the further refinement of the film, especially if The quality guarantees prescribed for the finished products with regard to dimensional changes under defined heat exposure are required.
  • the plastic film which is essentially longitudinally oriented with axial stretching, can be overlaid with a transverse orientation with corresponding stretching, so that the stretching ratio is normalized and / or the axial stretching is eliminated.
  • the plastic film 7 is heated on the tempering roller 1 to a precisely predetermined temperature in the thermoplastic range.
  • the tempering roller 1 is, which is not shown in detail, with a heating medium such as Hot water or hot oil flows through on the inside and gives off its heat via the surface to the plastic film 7.
  • the plastic film is progressively 7 on their Umschlingensweg of less than 18 0 ° between inlet and outlet and defining a BI.Betrag transversely stretched. If one assumes that the area of the plastic film 7 remains constant during the spreading process, then its length or the longitudinal stretching which has arisen in the preceding processing operations changes.
  • rollers which follow the spreader roll 3 are driven at a correspondingly lower speed. It goes without saying that this kinematic relationship also applies to all rolls which have a further spreader roll, e.g. the spreader roller 5, are connected downstream. The speeds of these rollers are set with the aid of control or regulating circuits or gears, not shown.
  • a circulating heating medium such as hot water or hot oil flows through the inside of the heating roller 4 downstream of the spreader roller 3 and releases its heat via the surface to the plastic film 7.
  • the temperature of the heating roller 4 is set lower than the temperature of the tempering roller 1, so that the spreading of the plastic film 7 achieved on the wide roller 3 is practically frozen in the area of the heating roller 4.
  • the plastic film 7 is again guided over a spreader roll 5 in order to compensate for remaining stretching and to optimally adjust the stretching ratio. Finally, in the area of the cooling roller 6, the plastic film 7 is cooled, so that the stretched state obtained is practically frozen. The film can then be wound up. If several groups of tempering rolls, heating rolls and cooling rolls are provided, it should be possible to set the temperature of these rolls in groups or individually independently of one another. To enable adaptation to different properties of different foils, the speeds of the driven rollers should also be adjustable in groups or individually.
  • the axes of all the rollers are arranged in one plane, with broad pin rollers and heating rollers so close together are arranged so that only a gap allowing the passage of the plastic film 7 remains between them.
  • rollers are arranged in groups on different levels.
  • a total of three spreader rolls 3.5 and 1 0 in a plane above the two heating rolls 4 and 11 and the chill roll 6 are arranged. This offers the possibility of increasing the wrap angle of the plastic film 7 on these rollers.
  • the spreader roller 3 shown in FIGS. 3 to 7 consists in its basic structure of a tubular body 13 which can be rotated about a fixed shaft 12 and has a plurality of mutually parallel axial grooves 14 on its circumference, into which elastic cords 15 are drawn.
  • the grooves 14 have an undercut profile, so that the cords 15 cannot emerge from the grooves 14 even at high speeds of the tubular body 13 and when the centrifugal forces then occur.
  • the arrangement of the cords in the grooves 14 is such that the cords 15 project at least partially over the surface of the tubular body 13 (FIG. 4).
  • each swash plate 16, 17 is identical, so that it is sufficient to describe one.
  • Each swash plate 16 or 17 has a ring 19 running with its inside on a ball bearing 18, which carries a plurality of radially projecting pins 20 on the outside.
  • the number of pins 2o corresponds to the number of grooves 14.
  • eyelets 21 are pushed onto the pins 2o at the ends of the elastic cords 15.
  • the elastic cords 15 can, however, also be combined into a single continuous cord, which is guided alternately from left to right and back over the jacket of the tubular body 13 and around the pegs 20.
  • the ball bearing 18 is seated on the inside on a running ring 22 which has a through opening 23 for the shaft 12.
  • the through opening 23 is considerably larger than the diameter of the shaft 12, so that the race 22 can be pivoted relative to the shaft 12 as shown.
  • the through opening 23 is penetrated by a pivot pin 24 which extends through a longitudinal slot 25 of the shaft 12.
  • the race 22 has an arm 26 which projects outwards in the longitudinal direction of the shaft 12 and carries a sliding roller 27. In the area of the sliding roller 27 there is a wedge 28 on the shaft 12 and firmly connected to it.
  • the pivot pin 24 sits at the end of a ge, not shown, within the shaft 12 in the longitudinal direction led spindle, which extends into an axially immovable, but rotatably held spindle nut 29 at the end of the shaft 12.
  • a handle 3o on the spindle nut 29 enables the spindle and thus the pivot pin 24 to be adjusted axially.
  • the pivot pin 24 also adjusts the running ring 22 in the axial direction, the arm 26 with the slide roller 27 being supported on the wedge 28. Depending on the adjustment, a swiveling of the swash plate 16 or 17 is achieved.
  • the tubular body 13 consists of an electrically non-conductive material.
  • the elastic cords 15 can either be made of a mixed polymer made of acrylic nitryl, butadiene and styrene (ABS) with an insert made of finely divided graphite (FIG. 6) or of metallic spiral springs 31 and a surrounding sheath 32 made of temperature-resistant soft elastic PTFE or a rubber material exist (Fig. 7).
  • the materials used are temperature-resistant up to approx. 1000C and above and permanently elastic.
  • the insert made of finely divided graphite in the cords made of mixed polymerate should not only improve the mechanical properties but also, like the insert made of metallic spiral springs 31, ensure electrical conductivity. Electrical conductivity is always desirable when additional holding forces between the film and the spreader roller are required.
  • the film is guided past an ionization device 33 before it enters the spreader roll, which causes an electrostatic charge in the case of grounded electrical conductors, with the result that the plastic film 7 is additionally held on the spreader roller by electrostatic forces.
  • the spreader roller can then be arranged as a drag roller in the context of the device described at the outset, without the plastic film being loaded by any significant longitudinal forces.
  • the spreader roller can also be used independently of the described device for spreading or spreading continuous webs of material.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

Um bei einer Vorrichtung mit Vorheizzone, Reckzone und Kühlzone insbesondere ein definitives Reckverhältnis einstellen zu können, sind in der Vorheizzone eine oder mehrere parallelachsige Temperierwalzen (1) und in der Reckzone parallelachsig zu den Temperierwalzen (1) Heizwalzen (4,11) abwechselnd mit Breitstreckwalzen (3,5,10) angeordnet, über die die Kunststoffolie (7) bei wechselweiser und teilweiser Umschlingung geführt ist. Ferner sind in der Kühlzone eine oder mehrere zu den übrigen Walzen parallelachsige Kühlwalzen (6) angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Recken und/oder zum Normalisieren des Reckverhältnisses von thermoplastischen Kunststoffolien mit einer Vorheizzone, einer Reckzone und einer Kühlzone..
  • Mit derartigen Vorrichtungen lassen sich die physikalischen und technologischen Eigenschaften vieler thermoplastischer Kunststoffe verbessern. In diesen Zusammenhang ist es bekannt, die Kunststoffe entweder nur in einer Richtung zu recken oder biaxial nacheinander bzw. simultan zu recken. Das Recken der Kunststoffolie in Längsrichtung der Folie erfolgt meistens mit Hilfe von Walzen, über die die Folie unter Zugsannung geführt wird. Zum Recken der Kunststoffolie quer zur Längsrichtung kennt man Breitstreckmaschinen mit endlos umlaufenden Spannketten, an denen Kluppen befestigt sind, die die Folie am Einlauf seitlich erfassen und sie beim Durchgang durch die Maschine in die Breite recken. Dabei ergeben sich jedoch Probleme im Hinblick auf die Halterung der Folie in den Kluppen. Außerdem ist der konstruktive Aufwand einer solchen Maschine mit Kluppen und Ketten erheblich.
  • Ganz allgemein besteht das Problem, Kunststoffolien, die z.B. von einem Ziehkalander heiß über nachfolgende Temperierwalzen und Kühlwalzen abgezogen und einer Aufwickelvorrichtung zugeführt werden, bezüglich ihrer physikalischen und technologischen Eigenschaften so einzustellen, daß sie bestimmten Qualitätsgarantien genügen. Eine solche Behandlung der Kunststoffolien ist nämlich naturgemäß stets mit einer Längsreckung verbunden. Diese Längsreckungen bereiten bei der weiteren Veredelung der Folien erhebliche Schwierigkeiten, weil vorgeschriebene Qualiätsgarantien in der Regel festlegen, welche Dimensionsveränderungen unter definierter Wärmeeinwirkung die entsprechenden Folien bzw. die daraus hergestellten Fertigprodukte haben dürfen.
  • Arbeitet man mit Vorrichtung herkömmlicher Art, dann lassen sich derartig exakt definierte physikalische und technologische Eigenschaften mit einem wirtschaftlich vertretbaren Aufwand kaum oder gar nicht erreichen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, mit der sich exakt definierte physikalische und technologische Eigenschaften, insbesondere ein definiertes Reckverhältnis, an thermoplastischen Kunststoffolien einstellen läßt..
  • Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß in der Vorheizzone eine oder mehrere parallelachsige Temperierwalzen angeordnet sind, daß in der Reckzone parallelachsig zu den Temperierwalzen Heizwalzen abwechselnd mit Breitstreckwalzen angeordnet sind, über die die Kunststoffolie bei wechselweiser und teilweiser Umschlingung geführt ist, und daß in der Kühlzone ein oder mehrere zu den übrigen Walzen parallelachsige Kühlwalzen angeordnet sind.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Kunststoffolie nicht wie bei bekannten Vorrichtungen freitragend durch eine mit Heißluft beaufschlagte Kammer sondern über eine Temperierwalze geführt, auf der die Kunststoffolie bis in den Erweichungsbereich erwärmt werden kann. Die Temperierwalze kann wie üblich mit einem Heizmedium, z.B. Heißwasser oder Heißöl durchströmt sein und dadurch auf eine exakte thermoplastische Temperatur aufgeheizt werden. Die so vorgewärmte Kunststoffolie wird über wenigstens eine Breitstreckwalze geführt und dabei in die Breite gestreckt. Die Breitenstreckung wird so eingestellt, daß dabei die in der Kunststoffolie vorhandene Längsstreckung aufgelöst wird bzw. das Reckverhältnis in beiden Richtungen normalisiert wird. Auf einer nachgeschalteten Heizwalze kann die Kunststoffolie dann auf eine geringere Temperatur gebracht und dadurch der so erreichte Zustand gleichsam eingefroren werden. Der Vorgang kann mit einer oder mehreren Gruppen von Breitstreckwalzen und Heizwalzen wiederholt werden, bis die Kunststoffolie schließlich über eine Kühlwalze geführt, dort abgekühlt und an eine Aufwickelvorrichtung weitergegeben wird.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es'grundsätzlich möglich, entweder den Reckzustand der Folie zu normalisieren, so daß die Folie bei einer späteren Wärmebehandlung in allen Richtungen gleichmäßig schrumpft, oder einen vorgegebenen Reckzustand mit überwiegender Längsreckung oder überwiegender Querreckung einzustellen, wenn das gewünscht wird. Im letzteren Fall muß die Folie innerhalb der Vorrichtung aber bestimmten Längskräften ausgesetzt werden.
  • Die vorrichtung ist sehr einfach aufgebaut, denn sie besteht im wesentlichen nur aus hintereinander geschalteten Walzen, von denen in der Regel auch nur ein Teil angetrieben zu werden braucht. Die Walzen können alle in einer Ebene angeordnet sein. Zur Vergrößerung des Umschlingungswinkels einer Walze können Heizwalzen und Breitstreckwalzen aber auch höhenversetzt zueinander angeordnet sein.
  • Die Temperatur der Temperierwalzen, der Heizwalzen und der Kühlwalzen sollten gruppenweise oder einzeln unabhängig voneinander einstellbar sein. Dann kann nämlich im Sinne der oben erläuterten Funktionen das Reckverhältnis der zu bearbeitenden Folien stufenweise eingestellt werden.
  • Im übrigen sollten die Drehzahlen der Heizwalzen, der Kühlwalzen und gegebenenfalls der Breitstreckwalzen gruppenweise oder einzeln regelbar sein. Geht man nämlich davon aus, daß die Fläche der Folie beim Breitrecken konstant bleibt, dann verändert sich ihre Länge. Dementsprechend müssen die einer Breitstreckwalze nachgeschalteten Walzen langsamer laufen, um eine Breitreckung ohne Längsreckung zu ermöglichen. Andererseits kann durch gruppenweise oder einzelne Regelung bestimmter Walzen erreicht werden, daß gleichzeitig mit der Breitreckung auch eine Längsreckung eintritt, so daß auch eine definierte biaxiale Reckung mit dieser Vorrichtung erzeugt werden kann.
  • Soll lediglich das Reckverhältnis normalisiert werden, d.h. eine Breitreckung ohne Längsreckung erzeugt werden, dann empfiehlt es sich, die Drehzahlen der einer Breitstreckwalze nachgeschalteten Walzen in Abhängigkeit vom Reckverhältnis dieser Breitstreckwalze einzustellen. Sind mehrere einander nachgeordnete Breitstreckwalzen vorhanden, so gelten diese kinematischen Verhältnisse jeweils für die nachgeschalteten Walzen.
  • Besonders günstige Ergebnisse werden mit-der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht, wenn sie mit einer Breitstreckwalze kombiniert ist, die aus einem um eine feste Achse drehbaren Rohrkörper besteht, der an seinem Umfang mehrere zueinander parallele axiale Nuten aufweist, in die elastische Schnüre eingezogen sind, welche an Spannscheiben an den Enden des Rohrkörpers gehalten sind, wobei wenigstens eine der Spannscheiben in eine Schräglage zur festen Achse verstellbar und in dieser Schräglage unabhängig von. der Rotation des Rohrkörpers feststellbar ist. Eine solche Breitstreckwalze kann als Schleppwalze eingesetzt werden, die von der darüber geführten Kunststoffolie mitgenommen wird. Während der Rotation des Rohrkörpers verändert sich die Länge der elastischen Schnüre nach Maßgabe des jeweiligen Drehwinkels, wobei im Laufe einer Umdrehung eine Verlängerung und anschließend eine Verkürzung der Schnüre eintritt. Die Kunststoffolie wird über denjenigen Umfangsabschnitt gelegt, auf dem sich die Schnüre verlängern. Dadurch wird die gewünschte Breitstreckung-erreicht. Um auch ohne nennenswerte Längskräfte in der Kunststoffolie eine hinreichende Haftwirkung zwischen Kunststoffolie und Schnüren zu erreichen, wird im Bereich des Einlaufs der Kunststoffolie auf die Breitstreckwalze eine Ionisierungseinrichtung angeordnet, die ein elektrostatisches Feld zur Erzeugung von elektrostatischen Haftkräften liefert. Den beim Aufbau des elektrostatischen Feldes erforderlichen Gegenpol bilden elektrisch leitfähige und geerdete Einlagen in den Schnüren. Dann kann der Rohrkörper zur Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus aus einem elektrischen nicht leitenden Material bestehen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Schnüre aus einem Mischpolymeresat aus Acryl-Nitryl, Butad.ien und Styrol (ABS) mit einer Einlage aus feinverteiltem Graphit. Das Mischpolymerisat ist bis zu Temperaturen von ca. 100 0C temperatürbeständig und besitzt insoweit auch die erforderliche Dauerwechselfestigkeit, die durch die Graphiteinlage noch verbessert wird. Andererseits bildet die Graphiteinlage die elektrisch leitfähige Einlage zum Aufbau des elektrostatischen Feldes.
  • Es besteht auch die Möglichkeit, die elastischen Schnüre aus metallischen Spiralfedern und einem umgebenden Mantel aus einem temperaturbeständigem weichelastischen Material herzustellen. Der Mantel kann aus einem PTFE- oder Gummimaterial bestehen. Derartige Materialien sind bis über 1000C temperaturbeständig. Die metallischen Spiralfedern, insbesondere Stahlfedern, bringen bei hinreichender Dauerwechselfestigkeit die Rückstellkräfte auf und bilden.gleichzeitig die elektrisch leitfähigen Einlagen für den Aufbau des elektrostatischen Feldes.
  • Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen:
    • Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Recken und/oder zum Normalisieren des Reckverhältnisses von thermoplastischen Kunststoffolien,
    • Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 1,
    • Fig. 3 in schematischer Darstellung eine Ansicht einer Breitstreckwalze,
    • Fig. 4 einen Schnitt in Richtung IV-IV durch den Gegenstand nach Fig. 3,
    • Fig. 5 in vergrößerter Darstellung und teilweise geschnitten einen Endabschnitt der Breitstreckwalze nach Fig. 3,
    • Fig. 6 teilweise geschnitten einen Abschnitt einer elastischen Schnur für die Breitstreckwalze nach Fig. 3,
    • Fig. 7 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 6.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer Reihe von hintereinandergeschalteten parallelachsigen Walzen, deren Achsen jeweils in einer Ebene liegen. Im einzelnen handelt es sich dabei um eine Temperierwalze 1 mit vorgeschalteter Andruckrolle 2, einer Breitstreckwalze 3, einer dieser nachgeschalteten Heizwalze 4, einer weiteren Breitstreckwalze 5 und einer dieser nachgeschalteten Kühlwalze 6. Es können auch mehrere der dargestellten Walzen einzeln oder gruppenweise mehrfach hinterein- ander angeordnet sein.
  • Eine von einem Ziehkalander oder einem Wickel abgezogene Kunststoffolie 7 wird von unten durch den Spalt 8 zwischen Temperierwalze 1 und Andruckrolle 2 über die Oberseite der Temperierwalze 1 und von dort unter Bildung eines Durchhangs 9 auf die Oberseite der Breitstreckwalze 3 geführt. Die Kunststoffolie 7 gelangt von der Breitstreckwalze 3 auf die Unterseite der Heizwalze 4 und dann wieder auf die Oberseite der nachfolgenden Breitstreckwalze 5, von der die Kunststoffolie 7 an die nachgeschaltete Kühlwalze 6 übergeben wird, über deren Unterseite sie zu einer nicht dargestellten Wickelvorrichtung oder dergleichen geführt wird.
  • Beim Durchlauf der Kunststoffolie durch die Vorrichtung soll das Reckverhältnis der Kunststoffolie normalisiert werden, weil die vom Ziehkalander heiß abgezogene und über nachfolgende Temperier- und Kühlwalzen geführte Kunststoffolie stets Längsreckungen aufweist, die bei der weiteren Veredelung der Folie erhebliche Schwierigkeiten bereiten, insbesondere dann, wenn von den Fertigprodukten vorgeschriebene Qualitätsgarantien im Hinblick auf Dimensionsveränderungen unter definierter Wärmeeinwirkung verlangt werden. Beim Durchlauf durch die dargestellte Vorrichtung kann der Kunststoffolie, die im wesentlichen mit axialer Reckung längsorientiert ist, eine Querorientierung mit entsprechender Reckung überlagert werden, so daß das Reckverhältnis normalisiert und/oder die axiale Reckung eliminiert wird.
  • Dazu wird die Kunststoffolie 7 auf der Temperierwalze 1 auf eine exakt vorgegebene Temperatur im thermoplastischen Bereich aufgeheizt. Die Temperierwalze 1 ist, was im einzelnen nicht dargestellt ist, mit einem Heizmedium wie z.B. Heißwasser oder Heißöl innenseitig durchströmt und gibt ihre Wärme über die Oberfläche an die Kunststoffolie 7 ab.
  • Da die Kunststoffolie 7, wenn sie die Temperierwalze 1 . verläßt, sich im thermoplastischen Zustand befindet, bildet sich aufgrund ihres Eigengewichtes der Durchhang 9 aus.
  • Auf der nachfolgenden Breitstreckwalze 3, deren Aufbau im einzelnen weiter unten erläutert werden wird, wird die Kunststoffolie 7 auf ihrem Umschlingensweg von weniger als 180° zwischen Einlauf und Auslauf progressiv und definiert um einen bestimmten.Betrag in Querrichtung gestreckt. Wenn man davon ausgeht, daß die Fläche der Kunststoffolie 7 beim Breitstrecken konstant bleibt, dann ändert sich ihre Länge bzw. die bei den vorangehenden Bearbeitungsvorgängen entstandene Längsstreckung.
  • Um eine weitere Längsstreckung zu vermeiden, werden die der Breitstreckwalze 3 nachgeschalteten Walzen mit einer entsprechend geringeren Geschwindigkeit angetrieben. Es versteht sich, daß diese kinematischen Verhältnisse auch für alle Walzen gilt, die einer weiteren Breitstreckwalze, z.B. der Breitstreckwalze 5, nachgeschaltet sind. Die Einstellung der Drehzahlen dieser Walzen erfolgt mit Hilfe nicht dargestellter Steuer- oder Regelkreise oder Getriebe.
  • Die der Breitstreckwalze 3 nachgeschaltete Heizwalze 4 wird mit einem zirkulierenden Heizmedium wie Heißwasser oder Heißöl innenseitig durchströmt und gibt ihre Wärem über die Oberfläche an die Kunststoffolie 7 ab. Die Temperatur der Heizwalze 4 ist geringer eingestellt als die Temperatur der Temperierwalze 1, so daß die auf der Breitwalze 3 erreichte Breitstreckung der Kunststoffolie 7 im Bereich der Heizwalze 4 praktisch eingefroren wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Temperatur der Heizwalze 4 so zu steuern, daß den nachfolgenden Walzen eine Kunststoffolie im halbelastischen Bereich übergeben wird, die in der Lage ist, die durch diese nachgeschalteten Walzen erzeugten Längskräfte aufzunehmen bzw. auszugleichen.
  • Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Kunststoffolie 7 noch einmal über eine Breitstreckwalze 5 geführt, um verbleibende Restdehnungen auszugleichen und das Reckverhältnis optimal einzustellen. Im Bereich der Kühlwalze 6 schließlich wird die Kunststoffolie 7 abgekühlt, so daß der erhaltene Reckzustand praktisch eingefroren wird. Anschließend kann die Folie aufgewickelt werden. Wenn mehrere Gruppen von Temperierwalzen, Heizwalzen und Kühlwalzen vorgesehen sind, sollte die Möglichkeit bestehen, die Temperatur dieser Walzen gruppenweise oder einzeln unabhängig voneinander einzustellen. Um eine Anpassung an unterschiedliche Eigenschaften verschiedener Folien zu ermöglichen, sollten auch die Drehzahlen der angetriebenen Walzen gruppenweise oder einzeln regelbar sein.
  • Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung sind die Achsen sämtlicher Walzen in einer Ebene angeordnet, wobei Breitsteckwalzen und Heizwalzen so dicht nebeneinander angeordnet sind, daß zwischen ihnen lediglich ein den Durchtritt der Kunststoffolie 7 ermöglichender Spalt verbleibt.
  • Bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Hier sind die Walzen gruppenweise in unterschiedlichen Ebenen angeordnet. Insgesamt sind drei Breitstreckwalzen 3,5 und 10 in einer Ebene oberhalb der beiden Heizwalzen 4 und 11 sowie der Kühlwalze 6 angeordnet. Das bietet die Möglichkeit, den Umschlingungswinkel der Kunststoffolie 7 auf diesen Walzen zu vergrößern.
  • Mit den beschriebenen Vorrichtungen ist es ohne weiteres möglich, die Kunststoffolie so zu behandeln, daß sie nach Verlassen der Walzen ein bestimmtes vorgegebenes Reckverhältnis mit überwiegender Längsreckung oder überwiegender Querreckung besitzt. Dazu ist es lediglich erforderlich, die angetriebenen Walzen, z.B. die Heizwalzen 4, 11 und die Kühlwalze 6 so anzutreiben, daß zusätzlich Längskräfte in die Kunststoffolie eingebracht werden. Das ist mit den vorhandenen Regel- und Steuereinrichtungen möglich.
  • Die in den Figuren 3 bis 7 dargestellte Breitstreckwalze 3 besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem um eine feste Welle 12 drehbaren Rohrkörper 13, der an seinem Umfang mehrere zueinander parallele axiale Nuten 14 aufweist, in die elastische Schnüre 15 eingezogen sind. Die Nuten 14 besitzen ein hinterschnittenes Profil, so daß die Schnüre 15 auch bei hohen Drehzahlen des Rohrkörpers 13 und bei den dann auftretenden Zentrifugalkräften nicht aus den Nuten 14 austreten können. Andererseits ist die Anordnung der Schnüre in den Nuten 14 aber so, daß die Schnüre 15 zumindest teilweise über die Oberfläche des Rohrkörpers 13 vorstehen (Fig. 4).
  • An jedem Ende des Rohrkörpers 13 ist auf der Welle 12 . jeweils eine Taumelscheibe 16,17 gelagert. Die Taumelscheiben 16,17 sind identisch ausgebildet, so daß es genügt, eine zu beschreiben. Jede Taumelscheibe 16 bzw. 17 weist einen mit seiner Innenseite auf einem Kugellager 18 laufenden Ring 19 auf, der außenseitig mehrere radial vorstehende Zapfen 2o trägt. Die Anzahl der Zapfen 2o entspricht der Anzahl der Nuten 14. Auf die Zapfen 2o sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel Ösen 21 an den Enden der elastischen Schnüre 15 aufgeschoben. Die elastischen Schnüre 15 können aber auch zu einer einzigen durchgehenden Schnur vereinigt sein, die abwechselnd von links nach rechts und wieder zurück über den Mantel des Rohrkörpers 13 und um die Zapfen 2o herumgeführt ist.
  • Das Kugellager 18 sitzt innenteitig auf einem Laufkranz 22, der eine 'Durchgangsöffnung 23 für die Welle 12 besitzt. Die Durchgangsöffnung 23 ist erheblich größer als der Durchmesser der Welle 12, so daß der Laufkranz 22 relativ zur Welle 12 wie dargestellt verschwenkt werden kann. Die Durchgangsöffnung 23 ist von einem Schwenkzapfen 24 durchsetzt, der sich durch einen Längsschlitz 25 der Welle 12 erstreckt. Ferner besitzt der Laufkranz 22 einen Arm 26, der in Längsrichtung der Welle 12 nach außen vorspringt und eine Gleitrolle 27 trägt. Im Bereich der Gleitrolle 27 befindet sich auf der Welle 12 und mit dieser fest verbunden ein Keil 28.
  • Der Schwenkzapfen 24 sitzt am Ende einer nicht dargestellten, innerhalb der Welle 12 in Längsrichtung geführten Spindel, die sich bis in eine am Ende der Welle 12 axial unverschieblich, jedoch drehbar gehaltene Spindelmutter 29 erstreckt. Ein Handgriff 3o an der Spindelmutter 29 ermöglicht die axiale Verstellung der Spindel und damit des Schwenkzapfens 24. Mit dem Schwenkzapfen 24 wird auch der Laufkranz 22 in axialer Richtung verstellt, wobei der Arm 26 mit der Gleitrolle 27 sich auf dem Keil 28 abstützt. Je nach Verstellung wird dadurch eine Verschwenkung der Taumelscheibe 16 bzw. 17 erreicht.
  • Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Rohrkörper 13 aus einem elektrisch nicht leitendem Material. Die elastischen Schnüre 15 können entweder aus einem Mischpolymeresat aus Acryl-Nitryl, Butadien und Styrol (ABS) mit einer Einlage aus feinverteiltem Graphit (Fig. 6) oder aus metallischen Spiralfedern 31 und einem umgebenden Mantel 32 aus termperaturbeständigem weichelastischem PTFE- bzw. einem Gummimaterial bestehen (Fig. 7). Die verwendeten Materialien sind bis ca. 1000C und darüber temperaturbeständig und dauerelastisch.
  • Die Einlage aus feinverteiltem Graphit bei den Schnüren aus Mischpolymeresat soll nicht nur die meschanischen Eigenschaften verbessern sondern auch, ebenso wie die Einlage aus metallischen Spiralfedern 31, elektrische Leitfähigkeit gewährleisten. Elektrische Leitfähigkeit ist immer dann erwünscht, wenn zusätzliche Haltekräfte zwischen der Folie und der Breitstreckwalze erforderlich sind. Dazu wird nämlich die Folie vor dem Einlauf in die Breitstreckwalze an einer Ionisierungseinrichtung 33 vorbeigeführt, die bei geerdeten elektrischen Leitern eine elektrostatische Aufladung mit dem Ergebnis bewirkt, daß die Kunststoffolie 7 auf der Breitstreckwalze zusätzlich durch elektrostatische Kräfte gehalten wird. Dann kann die Breitstreckwalze im Rahmen der eingangs beschriebenen Vorrichtung als Schleppwalze angeordnet sein, ohne daß die Kunststoffolie durch nennenswerte Längskräfte belastet wird..
  • Es versteht sich, daß die Breitstreckwalze auch unabhängig von der beschriebenen Vorrichtung zum Breithalten oder Breiten von durchlaufenden Materialbahnen eingesetzt werden kann.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Recken und/oder Normalisieren des Reckverhältnisses von thermoplastischen Kunststoffolien mit einer Vorheizzone, einer Reckzone und einer Kühlzone, dadurch.gekennzeichnet, daß in der Vorheizzone eine oder mehrere parallelachsige Temperierwalzen (1) angeordnet sind, daß in der Reckzone parallelachsig zu den Temperierwalzen (1) Heizwalzen (4,11) abwechselnd mit Breitstreckwalzen (3,5,1o) angeordnet sind, über die die Kunststoffolie (7) bei wechselweiser.und teilweiser Umschlingung geführt ist, und daß in der Kühlzone eine oder mehrere zu den übrigen Walzen parallelachsige Kühlwalzen(6) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwalzen (4,11) und die Breitstreckwalzen (3,5,1o) höhenversetzt zueinander angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Temperierwalzen (1), der Heizwalzen (4,11) und der Kühlwalzen (6) gruppenweise oder einzeln unabhängig voneinander einstellbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlen der Heizwalzen (4,11), der Kühlwalzen (6) und ggf. der Breitstreckwalzen (3,5,10) gruppenweise oder einzeln regelbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlen der einer Breitstreckwalze (3,5,1o) nachgeschalteten Walzen in Abhängigkeit vom Reckverhältnis dieser Breitstreckwalze einstellbar sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Breitstreckwalze aus einem um eine feste Achse drehbaren Rohrkörper, der an seinem Umfang mehrere zueinander parallele axiale Nuten aufweist, in die elastische Schnüre eingezogen. sind, welche an Spannscheiben an den Enden des Rohrkörpers gehalten sind, wobei wenigstens eine der Spannscheiben in eine Schräglage zur festen Achse verstellbar und in dieser Schräglage unabhängig von der Rotation des Rohrkörpers feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elasti - schen Schnüre (15) eine Einlage aus elektrisch leitfähigem Material aufweisen und daß der Rohrkörper (13) aus einem elektrisch nicht leitenden Material besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnüre (15) aus einem Mischpolymerisat aus Acryl-Nitryl, Butadien und Styrol (ABS) mit einer Einlage aus feinverteiltem Graphit bestehen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Schnüre (15) aus metallischen Spiralfedern (31) und einem umgebenden Mantel (32) aus einem temperaturbeständigen weichelastischem Material bestehen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (32) aus einem PTFE-Material besteht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (32) aus einem Gummimaterial besteht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnüre (15) bzw. deren elastisch leitende Einlagen geerdet sind.
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